{"id":125875,"date":"2017-08-14T17:06:53","date_gmt":"2017-08-14T19:06:53","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=125875"},"modified":"2017-08-14T17:06:53","modified_gmt":"2017-08-14T19:06:53","slug":"ligacao-de-hidrogenio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/quimica\/ligacao-de-hidrogenio","title":{"rendered":"Liga\u00e7\u00e3o de Hidrog\u00eanio"},"content":{"rendered":"

Usualmente, de forma pr\u00e1tica, identificamos uma Liga\u00e7\u00e3o de Hidrog\u00eanio<\/strong> (H) quando observamos que, uma liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica entre dois \u00e1tomos apresenta o \u00e1tomo de H em intera\u00e7\u00e3o com \u00e1tomos de F, O, N. (Fl\u00faor, Oxig\u00eanio e Nitrog\u00eanio). Por\u00e9m, isso n\u00e3o nos basta para compreendermos o fen\u00f4meno. Compreender tal fen\u00f4meno de natureza intermolecular nos permite entender a mat\u00e9ria em seu estado de maior condensa\u00e7\u00e3o (s\u00f3lidos e l\u00edquidos), e isto, nos revela conhecimento de como podemos produzir materiais considerando a atra\u00e7\u00e3o de um conjunto de \u00e1tomos com outro devido as for\u00e7as que regem essa intera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Para tanto, precisamos rever alguns conceitos fundamentais:<\/p>\n

For\u00e7as intermoleculares<\/strong>: For\u00e7as existentes entre as intera\u00e7\u00f5es moleculares (mol\u00e9cula-mol\u00e9cula). A atua\u00e7\u00e3o de for\u00e7as intermoleculares resulta na exist\u00eancia das diferentes fases da mat\u00e9ria. Quando for\u00e7as atrativas s\u00e3o exercidas para juntar as mol\u00e9culas em um conjunto molecular (arranjo), denominamos que h\u00e1 forma\u00e7\u00e3o de fases condensadas (s\u00f3lidos; l\u00edquidos), a medida de distanciamento entre as mol\u00e9culas s\u00e3o evid\u00eancias das repuls\u00f5es.<\/p>\n

Eletronegatividade<\/strong>: \u00a0\u00e9 o poder de atra\u00e7\u00e3o que um \u00e1tomo em uma mol\u00e9cula exerce para atrair el\u00e9trons para si, em uma liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. Basicamente, o \u00e1tomo mais eletronegativo tem o poder de atra\u00e7\u00e3o maior em manter para si um par de el\u00e9trons na forma\u00e7\u00e3o de uma liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica.<\/p>\n

Afinidade eletr\u00f4nica<\/strong>:\u00c9 a medida de atra\u00e7\u00e3o que um \u00e1tomo possui em atrair um el\u00e9tron para si.<\/p>\n

Comprimento de liga\u00e7\u00e3o<\/strong>: \u00e9 a dist\u00e2ncia entre os n\u00facleos de dois centros at\u00f4micos que formam uma liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. Quanto menor a dist\u00e2ncia entre os \u00e1tomos, maior a energia de liga\u00e7\u00e3o entre eles.<\/p>\n

\"Liga\u00e7\u00e3o<\/p>\n

Energia de dissocia\u00e7\u00e3o<\/strong>: \u00e9 a energia necess\u00e1ria para romper uma liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica entre dois \u00e1tomos.<\/p>\n

\"Liga\u00e7\u00e3o<\/p>\n

Polarizabilidade<\/strong>:\u00e1tomos e \u00edons polarizantes apresentam alto poder de polariza\u00e7\u00e3o quanto maior for a capacidade da distor\u00e7\u00e3o da nuvem eletr\u00f4nica de \u00e1tomos\/\u00edons em uma forma\u00e7\u00e3o molecular.<\/p>\n

A partir da revis\u00e3o desses conceitos, conseguimos compreender a natureza intermolecular da liga\u00e7\u00e3o de Hidrog\u00eanio.<\/p>\n

Por defini\u00e7\u00e3o<\/strong>: Liga\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio trata-se de um caso espec\u00edfico de intera\u00e7\u00e3o molecular de for\u00e7as de London do tipo dipolo-permanente dipolo-permanente, cujo os compostos que apresentam, F, N, O, ligados com H, apresentam ponto de ebuli\u00e7\u00e3o anormalmente elevados. Logo, trata-se da intera\u00e7\u00e3o intermolecular do \u00e1tomo de H com \u00e1tomos mais eletronegativos (F, O, N), o \u00e1tomo de H \u00e9 atra\u00eddo pelo par de el\u00e9trons de outro \u00e1tomo de F, O ou N. \u00c9 o tipo mais forte de for\u00e7a intermolecular.<\/p>\n

Exemplos<\/strong>: intera\u00e7\u00e3o entre mol\u00e9culas de \u00e1gua (H2<\/sub>O); intera\u00e7\u00f5es entre mol\u00e9culas de am\u00f4nia (NH3<\/sub>); intera\u00e7\u00e3o entre mol\u00e9culas de fluoreto de hidrog\u00eanio (HF).<\/p>\n

A figura abaixo, exemplifica a intera\u00e7\u00e3o entre mol\u00e9culas de H2<\/sub>O (dipolo permanente-dipolo permanente). Nota-se que o \u00e1tomo de H \u00e9 atra\u00eddo pelo par de el\u00e9trons do \u00e1tomo de O, formando uma rede de liga\u00e7\u00e3o, que pode ser identificado pelo momento dipolar<\/em>, \u00e0 qual atribui determinadas caracter\u00edsticas e propriedades da \u00e1gua em seu estado de maior condensa\u00e7\u00e3o, isto \u00e9, no estado l\u00edquido e, ou s\u00f3lido.<\/p>\n

*Momento dipolar:<\/strong> produto entre a magnitude das cargas parciais pelo comprimento de liga\u00e7\u00e3o dos centros at\u00f4micos (\u03bc).<\/p>\n

\"Liga\u00e7\u00e3o
\nLiga\u00e7\u00f5es de Hidrog\u00eanio entre mol\u00e9culas de H2<\/sub>O<\/strong><\/p>\n

As for\u00e7as intermoleculares de liga\u00e7\u00e3o de Hidrog\u00eanio conferem a \u00e1gua propriedades como viscosidade e tens\u00e3o superficial. S\u00e3o intera\u00e7\u00f5es t\u00e3o fortes que permanecem no vapor, como ocorre com HF, por exemplo.\u00a0 O HF cont\u00e9m mol\u00e9culas em zig-zag no estado l\u00edquido e no vapor encontra-se fra\u00e7\u00f5es de cadeias em an\u00e9is de (HF)6<\/sub>.<\/p>\n

S\u00e3o intera\u00e7\u00f5es que nos permite explicar, por exemplo, o alto ponto de ebuli\u00e7\u00e3o da \u00e1gua entre os hidretos da mesma fam\u00edlia do oxig\u00eanio (fam\u00edlia 16\/VI), pois, requer do meio externo maior energia, isto \u00e9, a energia necess\u00e1ria para romper com as for\u00e7as intermoleculares atingindo o estado de agrega\u00e7\u00e3o mais simples (gasoso), como observamos no gr\u00e1fico a seguir.<\/span><\/p>\n

\"Liga\u00e7\u00e3o<\/p>\n

Em compara\u00e7\u00e3o \u00e0s liga\u00e7\u00f5es i\u00f4nicas ou covalentes, as for\u00e7as intermoleculares se originam das intera\u00e7\u00f5es eletrost\u00e1ticas devido \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de nuvens eletr\u00f4nicas na aproxima\u00e7\u00e3o entre os centros de dois n\u00facleos at\u00f4micos em uma liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica no conjunto molecular. Por estas caracter\u00edsticas, for\u00e7as intermoleculares s\u00e3o mais fracas que as liga\u00e7\u00f5es i\u00f4nicas e covalentes.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n
<\/td>\nFOR\u00c7A<\/td>\nENERGIA (kJ.mol-1)<\/td>\n<\/tr>\n
Liga\u00e7\u00e3o Qu\u00edmica<\/td>\nCovalente
\nI\u00f4nica<\/td>\n		100-1000
\n100-1000<\/td>\n<\/tr>\n
For\u00e7a Intermolecular<\/td>\n\u00cdon-dipolo
\nDipolo-dipolo
\nDispers\u00e3o
\nLiga\u00e7\u00e3o de H<\/td>\n		1-70
\n0,1-10
\n0,1-2
\n10-70<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Retomando como exemplo as mol\u00e9culas de \u00e1gua, a intera\u00e7\u00e3o entre elas \u00e9 particularmente verificada pelo o momento dipolo-permanente entre as mol\u00e9culas. Assim, a magnitude de liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio depende da dist\u00e2ncia interat\u00f4mica, ou seja, da dist\u00e2ncia entre os centros de dois n\u00facleos at\u00f4micos.<\/p>\n

\"Liga\u00e7\u00e3o<\/p>\n

O \u00e1tomo de O \u00e9 mais eletronegativo que o de H, desse modo, o O exerce maior poder de atra\u00e7\u00e3o sobre o el\u00e9tron dos H, atraindo os el\u00e9trons dos H mais fortemente para si. Com os el\u00e9trons mais pr\u00f3ximos de si, a carga el\u00e9trica predominante no O \u00e9 negativa (2\u03b4–<\/sup>). Na regi\u00e3o de maior probabilidade de encontrar os \u00e1tomos de H, pela atra\u00e7\u00e3o exercida pelos pares de el\u00e9trons do O, a carga el\u00e9trica predominante nos H \u00e9 positiva (\u03b4+<\/sup>). A esse efeito chamamos de momento dipolo, no caso da mol\u00e9cula de \u00e1gua, dipolo permanente devido a liga\u00e7\u00e3o de H conferindo a mol\u00e9cula de \u00e1gua um car\u00e1ter polar.<\/p>\n

\"Liga\u00e7\u00e3o<\/p>\n

As liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio em rede molecular exercem for\u00e7a substancial, contudo, como j\u00e1 apontamos, a liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica \u00e9 mais forte, pois se trata de uma intera\u00e7\u00e3o \u00e1tomo-\u00e1tomo e a liga\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio entre mol\u00e9cula-mol\u00e9cula. As liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio s\u00e3o menos est\u00e1veis que as liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas, nota-se a dist\u00e2ncia entre elas no esquema acima, liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio apresentam maior dist\u00e2ncia, na ordem de 0,177 nm (nan\u00f4metros). A energia de dissocia\u00e7\u00e3o de uma liga\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio entre mol\u00e9culas de \u00e1gua \u00e9 cerca de 23 kJ . mol-1<\/sup> enquanto em uma liga\u00e7\u00e3o covalente (O—H) \u00e9 maior, cerca de 470 kJ . mol-1<\/sup>.<\/p>\n

Devido essas propriedades de natureza intermolecular, liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio s\u00e3o essenciais na manuten\u00e7\u00e3o biol\u00f3gica, pois exercem intera\u00e7\u00e3o entre mol\u00e9culas de prote\u00ednas. A \u00e1gua no estado s\u00f3lido forma ret\u00edculos cristalinos, tais intera\u00e7\u00f5es influenciam na densidade da \u00e1gua, no estado s\u00f3lido a densidade da \u00e1gua \u00e9 menor que no estado l\u00edquido, por isso o gelo flutua na \u00e1gua. Essas intera\u00e7\u00f5es contribuem em diferentes conforma\u00e7\u00f5es da estrutura cristalina do floco de neve. Liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio s\u00e3o respons\u00e1veis em manter as \u00e1rvores eretas, uma vez que mol\u00e9culas de celulose s\u00e3o abundantes em \u00e1rvores e apresentam muitos grupos —OH que formam extens\u00f5es de liga\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio, atribuindo, em grande parte, na resist\u00eancia da madeira. Outro exemplo, liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio mant\u00e9m junta a dupla h\u00e9lice das mol\u00e9culas de DNA e nos fornece conhecimento important\u00edssimo para compreendermos o processo de reprodu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Portanto, liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio \u00e9 um fen\u00f4meno intermolecular respons\u00e1vel em boa parte pela manuten\u00e7\u00e3o dos seres vivos, permitindo a possibilidade de produzir diferentes materiais e respons\u00e1vel, tamb\u00e9m, pelas diferentes fases da mat\u00e9ria que encontramos a \u00e1gua na natureza.<\/p>\n

\"Liga\u00e7\u00e3o<\/p>\n

Bons estudos!<\/em><\/p>\n

David Pancieri Peripato<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Usualmente, de forma pr\u00e1tica, identificamos uma Liga\u00e7\u00e3o de Hidrog\u00eanio (H) quando observamos que, uma liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica entre dois \u00e1tomos apresenta o \u00e1tomo de H em intera\u00e7\u00e3o com \u00e1tomos de F, O, N. (Fl\u00faor, Oxig\u00eanio e Nitrog\u00eanio). Por\u00e9m, isso n\u00e3o nos basta para compreendermos o fen\u00f4meno. 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